DE202019100124U1

DE202019100124U1 - Gas nozzle for the outflow of a protective gas stream and burner neck with a gas nozzle

Info

Publication number: DE202019100124U1
Application number: DE202019100124.0U
Authority: DE
Original assignee: Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2029-01-12

Abstract

Gasdüse (1) zum Ausströmen eines Schutzgasstromes aus einem Gasaustritt (2) der Gasdüse (1) mit einem Gasverteilerabschnitt (3), wobei die Gasdüse (1) wenigstens in einem Teilbereich des Gasverteilerabschnitts (3) doppelwandig zur Bildung eines Strömungsraums (16) für den Schutzgasstrom ausgebildet ist.Gas nozzle (1) for discharging a protective gas stream from a gas outlet (2) of the gas nozzle (1) with a gas distributor section (3), wherein the gas nozzle (1) at least in a partial region of the gas distributor section (3) double-walled to form a flow space (16) for the protective gas flow is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasdüse zum Ausströmen eines Schutzgasstromes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Brennerhals mit einer Gasdüse nach dem Oberbegriff des Anspruches 11 sowie einen Brenner nach dem Oberbegriff des Anspruches 15.The invention relates to a gas nozzle for the outflow of a protective gas stream according to the preamble of claim 1 and a burner neck with a gas nozzle according to the preamble of claim 11 and a burner according to the preamble of claim 15th

Thermische Lichtbogenfügeverfahren nutzen Energie, um die Werkstücke aufzuschmelzen und sie zu verbinden. In der Blechfertigung kommen standardmäßig „MIG“, „MAG“ sowie „WIG“-Schweißen zum Einsatz.Thermal arc joining processes use energy to melt and bond the workpieces. In sheet metal production, "MIG", "MAG" and "TIG" welding are used as standard.

Bei schutzgasunterstützten Lichtbogenschweißverfahren mit abschmelzender Elektrode (MSG) steht „MIG“ für „Metall-Inertgas“, und „MAG“ für „Metall-Aktivgas“. Bei schutzgasunterstützten Lichtbogenschweißverfahren mit nicht-abschmelzender Elektrode (WSG) steht „WIG“ für „Wolfram-Inertgas“. Die erfindungsgemäßen Schweißvorrichtungen können als maschinengeführter Schweißbrenner ausgeführt sein.For gas assisted arc welding with Melting Electrode (MSG), "MIG" stands for "metal inert gas" and "MAG" for "metal active gas". For gas assisted arc welding with non-consumable electrode (WSG), "TIG" stands for "Tungsten Inert Gas". The welding devices according to the invention can be designed as a machine-guided welding torch.

MAG-Schweißen ist ein Metall-Schutzgasschweiß-Prozess (MSG) mit Aktivgas, bei dem der Lichtbogen zwischen einer kontinuierlich zugeführten, abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstoff brennt. Die abschmelzende Elektrode liefert den Zusatzwerkstoff zur Bildung der Schweißnaht. MAG-Schweißen kann bei nahezu allen schweißgeeigneten Werkstoffen einfach und wirtschaftlich eingesetzt werden. Je nach Anforderung und Werkstoff werden dabei unterschiedliche Schutzgase eingesetzt.MAG welding is a metal inert gas welding process (MSG) with active gas in which the arc burns between a continuously fed, consumable wire electrode and the material. The consumable electrode provides the filler material to form the weld. MAG welding can be used easily and economically in almost all weldable materials. Depending on the requirements and material, different protective gases are used.

Beim MSG-Schweißen schützt das zugeführte Aktivgas die Elektrode, den Lichtbogen und das Schmelzbad gegenüber der Atmosphäre. Dies sichert gute Schweißergebnisse mit hohen Abschmelzleistungen unter unterschiedlichsten Bedingungen. Abhängig vom Werkstoff wird als Schutzgas ein Gasgemisch aus Argon CO2, Argon 02 oder reines Argon oder reines CO2 eingesetzt. Je nach Anforderung werden unterschiedliche Drahtelektroden genutzt. MAG-Schweißen ist ein robuster, wirtschaftlicher und vielseitig einsetzbarer Schweißprozess, der sich sowohl für manuelle, mechanische und automatisierte Prozesse eignet.In MSG welding, the supplied active gas protects the electrode, the arc and the molten bath from the atmosphere. This ensures good welding results with high melting rates under a wide range of conditions. Depending on the material, a gas mixture of argon CO2, argon 02 or pure argon or pure CO2 is used as protective gas. Depending on the requirements, different wire electrodes are used. MAG welding is a robust, economical and versatile welding process suitable for manual, mechanical and automated processes.

MAG-Schweißen eignet sich zum Schweißen von un- bzw. niedriglegierten Stählen. Hochlegierte Stähle und Nickelbasislegierungen lassen sich prinzipiell auch mit dem MAG-Prozess schweißen. Der O2- oder CO2-Anteil im Schutzgas ist allerdings gering. Je nach Anforderung an die Schweißnaht und das optimale Schweißergebnis werden unterschiedliche Lichtbogenarten und Schweißprozesse wie der Standard- oder der Pulsprozess verwendet.MAG welding is suitable for welding unalloyed or low-alloy steels. High-alloy steels and nickel-based alloys can in principle also be welded using the MAG process. However, the O2 or CO2 content in the protective gas is low. Depending on the requirements of the weld and the optimum welding result, different arc types and welding processes are used, such as the standard or pulsed process.

Lichtbogenschweißvorrichtungen erzeugen zum Aufschmelzen des Schweißgutes einen Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer abschmelzenden oder nicht abschmelzenden Schweißelektrode. Das Schweißgut sowie die Schweißstelle werden von einem Schutzgasstrom gegenüber den Atmosphärengasen, hauptsächlich N₂, O₂, H₂, der Umgebungsluft abgeschirmt.Arc welding devices generate an arc between the workpiece and a consumable or non-consumable welding electrode to melt the weld metal. The weld metal as well as the weld are shielded from the ambient air by a protective gas flow in relation to the atmospheric gases, mainly N ₂ , O ₂ , H ₂ .

Dabei ist die Schweißelektrode an einem Brennerkörper eines Schweißbrenners vorgesehen, der mit einem Lichtbogenschweißgerät verbunden ist. Der Brennerkörper enthält gewöhnlich eine Gruppe von innenliegenden, schweißstromführenden Bauteilen, die den Schweißstrom von einer Schweißstromquelle in dem Lichtbogenschweißgerät zur Spitze des Brennerkopfes auf die Schweißelektrode leiten, um dann von dort aus den Lichtbogen zum Werkstück zu erzeugen.In this case, the welding electrode is provided on a burner body of a welding torch, which is connected to an arc welding device. The burner body usually includes a group of internal, welding current-carrying components that direct the welding current from a welding power source in the arc welding apparatus to the tip of the burner head to the welding electrode, and then generate the arc from there to the workpiece.

Der Schutzgasstrom umströmt die Schweißelektrode, den Lichtbogen, das Schweißbad und die Wärmeeinflusszone am Werkstück und wird diesen Bereichen dabei über den Brennerkörper des Schweißbrenners zugeführt. Eine Gasdüse leitet den Schutzgasstrom zum Vorderende des Brennerkopfes, wo der Schutzgasstrom etwa ringförmig um die Schweißelektrode aus dem Brennerkopf austritt.The protective gas stream flows around the welding electrode, the arc, the weld pool and the heat-affected zone on the workpiece and is thereby supplied to these areas via the burner body of the welding torch. A gas nozzle directs the protective gas flow to the front end of the burner head, where the protective gas stream emerges from the burner head approximately annularly around the welding electrode.

Die Gasführung zur Gasdüse erfolgt im Stand der Technik in der Regel über Bauteile aus einem Werkstoff mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit (Polymere oder Oxidkeramiken), die gleichzeitig als Isolation dienen können.The gas supply to the gas nozzle is done in the art usually on components made of a material with low electrical conductivity (polymers or oxide ceramics), which can serve as insulation at the same time.

Der zum Schweißen erzeugte Lichtbogen erhitzt während des Schweißvorgangs das zu schweißende Werkstück sowie gegebenenfalls zugeführtes Schweißgut, sodass diese aufgeschmolzen werden. Durch den Lichtbogenenergieeintrag, die hochenergetische Wärmestrahlung und Konvektion kommt es zu einem signifikanten Wärmeeintrag in den Brennerkopf des Schweißbrenners. Ein Teil der eingetragenen Wärme kann durch den durch den Brennerkopf geleiteten Schutzgasstrom beziehungsweise durch die passive Kühlung in der Umgebungsluft sowie die Wärmeleitung in das Schlauchpaket wieder abgeführt werden.During the welding process, the arc generated for welding heats the workpiece to be welded and, if necessary, the weld metal to be melted so that it is melted. By the arc energy input, the high energy heat radiation and convection, there is a significant heat input into the burner head of the welding torch. Part of the heat input can be dissipated again by the protective gas flow conducted through the burner head or by the passive cooling in the ambient air as well as the heat conduction into the hose package.

Ab einer gewissen Schweißstrombelastung des Brennerkopfes ist der Wärmeeintrag jedoch so groß, dass eine sogenannte aktive Kühlung des Brennerkopfes erforderlich ist, um die eingesetzten Bauteile vor thermischem Materialversagen zu schützen. Hierzu wird der Brennerkopf aktiv mit einem Kühlmittel gekühlt, welches den Brennerkopf durchströmt und dabei die aus dem Schweißprozess aufgenommene und unerwünschte Wärme abtransportiert. Als Kühlmittel kann dabei beispielsweise entionisiertes Wasser mit Zusätzen von Ethanol oder Propanol zum Zweck des Frostschutzes verwendet werden.However, from a certain welding current load of the burner head, the heat input is so large that a so-called active cooling of the burner head is required to protect the components used from thermal material failure. For this purpose, the burner head is actively cooled with a coolant, which flows through the burner head and thereby removes the heat absorbed from the welding process and unwanted heat. As a coolant can, for example, deionized Water with additions of ethanol or propanol may be used for frost protection purposes.

Neben dem Schweißen kommt auch das Löten in Betracht, um Blechbauteile zu verbinden. Anders als beim Schweißen wird dabei nicht das Werkstück, sondern nur der Zusatzwerkstoff geschmolzen. Der Grund dafür ist, dass beim Löten zwei Kanten durch das Lot als Zusatzwerkstoff miteinander verbunden werden. Die Schmelztemperaturen des Lotwerkstoffes und der Bauteilwerkstoffe liegen weit auseinander, weshalb bei der Bearbeitung nur das Lot schmilzt. Zum Löten eignen sich neben WIG-, Plasma- und MIG-Brennern auch LASER.In addition to welding, brazing is also used to connect sheet metal components. Unlike welding, not the workpiece, but only the filler material is melted. The reason for this is that during soldering, two edges are joined together by the solder as a filler material. The melting temperatures of the solder material and the component materials are far apart, which is why during processing only the solder melts. Suitable for soldering besides TIG, plasma and MIG torches are LASER.

Die Lichtbogen-Lötprozesse können im Metallschutzgas-(MSG-L)- und Wolfram-Schutzgas-(WSG-L)-Lötprozesse unterteilt werden. Als Zusatzwerkstoff werden hierbei überwiegend drahtförmige Kupferbasis-Werkstoffe eingesetzt, deren Schmelzbereiche niedriger sind, als die der Grundwerkstoffe. Das Prinzip des MSG-Lichtbogenlötens ist gerätetechnisch weitgehend identisch mit dem MSG-Schweißen mit drahtförmigem Zusatzwerkstoff. Beim WIG-Löten wird der drahtförmige Zusatzwerkstoff manuell oder mechanisiert seitlich in den Lichtbogen gefördert. Der Zusatzwerkstoff kann dabei stromlos als Kaltdraht oder strombeaufschlagt als Heißdraht zugeführt werden. Mit Heißdraht werden höhere Abschmelzleistungen erreicht, aber der Lichtbogen durch das zusätzliche Magnetfeld beeinflusst.Arc brazing processes can be divided into metal inert gas (MSG-L) and tungsten inert gas (WSG-L) brazing processes. In this case, predominantly wire-shaped copper-based materials whose melting ranges are lower than those of the base materials are used as filler material. The principle of MIG / MAG arc soldering is largely identical to MIG / MAG welding with wire-shaped filler. In TIG soldering, the wire-shaped additional material is conveyed laterally into the arc, either manually or mechanized. The filler material can be fed without power as a cold wire or current charged as a hot wire. With hot wire, higher deposition rates are achieved, but the arc is affected by the extra magnetic field.

In der Regel wird das Lichtbogen-Löten an oberflächenveredelten bzw. unbeschichteten Feinblechen eingesetzt, da unter anderem durch die niedrigere Schmelztemperatur des Lotes im Vergleich zum Schweißen eine geringere thermische Belastung der Bauteile erreicht wird, und die Beschichtung weniger geschädigt wird. Beim Lichtbogen-Löten kommt es zu keiner wesentlichen Aufschmelzung des Grundwerkstoffes.In general, the arc-brazing is used on surface-finished or uncoated thin sheets, as among other things by the lower melting temperature of the solder compared to welding, a lower thermal stress on the components is achieved, and the coating is less damaged. During arc brazing, there is no significant melting of the base material.

Die Lichtbogen-Lötprozesse werden im Allgemeinen an unbeschichteten und metallisch überzogenen Blechen aus un- und niedriglegiertem Stahl im Dickenbereich bis maximal etwa 3 mm eingesetzt.The arc soldering processes are generally used on uncoated and metallically coated sheets of unalloyed and low-alloyed steel in the thickness range up to a maximum of about 3 mm.

Zum Lichtbogen-Löten können üblicherweise Argon I1 oder Ar-Gemische mit Beimischungen von CO₂, O₂ oder H₂ nach DIN ISO 14175 eingesetzt werden. Beim WIG-Löten können handelsübliche WIG-Brenner verwendet werden.For arc soldering usually argon I1 or Ar mixtures with admixtures of CO ₂ , O ₂ or H ₂ according to DIN ISO 14175 can be used. TIG soldering can use commercially available TIG torches.

Aus der EP 2 407 267 B1 und der EP 2 407 268 B1 ist ein Schweißbrenner mit einer Schutzgaszuführung, einem Brenneranschlussblock, einem an einem Ende an den Brenneranschlussblock anschließenden Brennerhals und einem am anderen Ende des Brennerhalses vorgesehenen Brennerkopf bekannt, wobei der Brennerhals ein Innenrohr, ein Außenrohr und einen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr vorgesehenen Isolierschlauch aufweist.From the EP 2 407 267 B1 and the EP 2 407 268 B1 a welding torch with an inert gas supply, a burner connection block, one at one end to the burner connection block burner neck and provided at the other end of the burner neck burner head is known, the burner neck having an inner tube, an outer tube and provided between the inner tube and the outer tube insulating tube.

Derartige Schweißbrenner werden im Stand der Technik unter anderem zum Metallinertgasschweißen (MIG) eingesetzt. Beispielsweise ist ein solcher Schweißbrenner in der Druckschrift DE 10 2004 008 609 A1 beschrieben. Bei diesem Schweißbrenner wird der Schweißstrom über die Kontaktdüse dem im Innenrohr befindlichen Schweißdraht zugeführt. Dabei sind die äußeren Teile des Brenners elektrisch von dem Innenrohr isoliert, um ein Fließen von Schweißströmen über das Brennergehäuse zu verhindern. Im Schweißprozess erfolgt eine Erwärmung des Schweißdrahtes und die Wärme wird teilweise in den Schweißbrenner geleitet.Such welding torches are used in the prior art, inter alia for metal inert gas welding (MIG). For example, such a welding torch is in the document DE 10 2004 008 609 A1 described. In this welding torch, the welding current is supplied via the contact nozzle to the welding wire located in the inner tube. In this case, the outer parts of the burner are electrically isolated from the inner tube to prevent flow of welding currents through the burner housing. In the welding process, the welding wire is heated and the heat is partially conducted into the welding torch.

Gattungsgemäß kann das im Schweißprozess ohnehin verwendete Schweißgas, das meist ein inertes Schutzgas ist, möglichst effektiv zur Kühlung des Innenrohres eingesetzt werden. Eine effektive Kühlung des Innenrohres kann erreicht werden, wenn das Gas in flachen Kanälen an der Außenseite des Innenrohres entlang strömt. Zur Erzeugung von Gasströmungskanälen außen am Innenrohr wird im Stand der Technik ein Mantelrohr auf dem Innenrohr verwendet. Der Verbund aus Innenrohr und Mantelrohr wird dann durch einen Isolierschlauch von einem äußeren Gehäuserohr isoliert.Generically, the welding gas, which is used anyway in the welding process, which is usually an inert protective gas, can be used as effectively as possible for cooling the inner tube. Effective cooling of the inner tube can be achieved when the gas flows in shallow channels along the outside of the inner tube. To produce gas flow channels on the outside of the inner tube, a jacket tube on the inner tube is used in the prior art. The composite of inner tube and jacket tube is then isolated by an insulating tube from an outer housing tube.

Gattungsgemäß erfolgt die Zuführung des Schutzgases zunächst durch die Schutzgaszuführung, die typischerweise in Form einer Bohrung im Brenneranschlussblock ausgebildet ist. Da die Zuführung des Schutzgases unsymmetrisch zum Innenrohr erfolgt, soll das Schutzgas möglichst gleichmäßig um das Innenrohr herum verteilt werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise in der EP 2 407 267 B1 vorgeschlagen, dass der äußere Ringkanal innerhalb des Brenneranschlussblocks und um das Innenrohr ausgebildet ist, durch welchen sich das Schutzgas um das Innenrohr herum verteilen kann. Das Schutzgas strömt somit ausgehend von der Bohrung im Brenneranschlussblock über den äußeren Ringkanal und die radialen Gaskanäle zu dem Zwischenraum zwischen Innenrohr und Isolierschlauch bzw. gegebenenfalls auch zu dem Zwischenraum zwischen Isolierschlauch und Außenrohr.Generically, the supply of the protective gas is initially carried out by the protective gas supply, which is typically formed in the form of a bore in the burner connection block. Since the supply of inert gas is asymmetric to the inner tube, the shielding gas should be distributed as evenly as possible around the inner tube. For this purpose, for example, in the EP 2 407 267 B1 proposed that the outer annular channel is formed within the burner connection block and around the inner tube, through which the protective gas can spread around the inner tube. The protective gas thus flows starting from the bore in the burner connection block via the outer annular channel and the radial gas channels to the intermediate space between inner tube and insulating tube or possibly also to the intermediate space between insulating tube and outer tube.

Aus der EP 0 074 106 A1 ist ein wassergekühlter Schutzgas-Schweißbrenner zum Schweißen mit einer kontinuierlich schmelzenden Elektrode für automatische Schweißgeräte bekannt. Eine periodische Reinigung durch Luftausstöße soll durch die koaxiale Anordnung von zwei elektrisch voneinander isolierten äußeren Profilrohren erreicht werden, deren Nuten als Kanäle ausgebildet sind. Diese Kanäle erstrecken sich vom Brennerkopf mit der Gasdüse an einem Gasdüsenhalter zu einem Brennerkörper. Die inneren Schutzgaskanäle sollen gleichzeitig dazu dienen, während der periodischen Reinigung der Gasdüse Ausblasluft in die Gasdüse einzuspeisen. Die äußeren Wasserkanäle erstrecken sich bis zum Gasdüsenhalter, so dass dieser direkt gekühlt wird. Durch eine spezielle Ausgestaltung des Brennerkörpers und der Verbindungsteile wird Schutzgas oder Druckluft für Ausblas- und Kühlwasser den koaxial angeordneten Profilrohren zugeführt.From the EP 0 074 106 A1 is a water-cooled inert gas welding torch for welding with a continuously melting electrode for automatic welding machines known. A periodic cleaning by air ejections to be achieved by the coaxial arrangement of two electrically insulated from each other outer profile tubes whose grooves are formed as channels. These channels extend from the burner head to the gas nozzle at a gas nozzle holder to a burner body. The inner protective gas channels should also serve during the periodic cleaning of the gas nozzle to feed exhaust air into the gas nozzle. The outer water channels extend to the gas nozzle holder, so that it is cooled directly. By a special embodiment of the burner body and the connecting parts protective gas or compressed air for blow-off and cooling water is supplied to the coaxially arranged profile tubes.

Aus der EP 2 487 003 A1 ist eine Schweißpistole eines Lichtbogen-Schweißgerätes bekannt, welche an einem Schweißende eine mit einer einen Durchlasskanal umgebenden Wand hülsenförmig gebildete Gasdüse und einen in der Gasdüse angeordneten Gasverteiler mit Gasausströmöffnungen aufweist. Die Gasdüse weist an einem Anschlussende im Inneren an der Innenseite der Wand eine Verbindungsstruktur auf. Bei der Gasdüse ist ferner auf der Innenseite der Wand in Richtung des Gasaustrittsendes gesehen, hinter der Verbindungsstruktur ein durchgehender, umlaufender Vorsprung gebildet, der einen gegenüber der Umgebung des Vorsprungs verringerten Querschnitt des Durchlasskanals erbringt. Darüber hinaus weist der Gasverteiler in Richtung des Gasaustrittsendes gesehen, vor den Gasausströmöffnungen einen korrespondierenden Rücksprung auf.From the EP 2 487 003 A1 a welding gun of an arc-welding apparatus is known, which at one end of the welding has a sleeve-shaped gas nozzle with a wall surrounding a passage channel and a gas distributor arranged in the gas nozzle with Gasausströmöffnungen. The gas nozzle has a connection structure at a connection end in the interior on the inside of the wall. In the gas nozzle is further seen on the inside of the wall in the direction of the gas outlet end, behind the connecting structure, a continuous, circumferential projection formed, which provides a relation to the surroundings of the projection reduced cross-section of the passage channel. In addition, the gas distributor seen in the direction of the gas outlet end, in front of the Gasausströmöffnungen a corresponding recess.

Nachteilig dabei ist, dass der Gasverteiler durch eine Ringnut geschützt und gehalten wird, dagegen mit diesem aber nicht fest verbunden ist. Aus diesem Grund ist keine Verliersicherung des Gasverteilers im nicht-verschraubten Zustand gegeben. Denn die Gasdüse wird auf diesen Brenner mit Drahtführung und Gasverteiler geschraubt. Demnach ist der Gasverteiler nicht verliersicher mit der Gasdüse verbunden, sondern mit dem Rest des Brenners.
Eine automatische Reinigung der in EP 2 487 003 A1 beschriebenen Gasdüse ist ebenfalls nicht möglich, da diese durch die Ringnut lediglich gehalten wird, aber nicht fest verbunden ist. Daher ist sie auch im verschraubten Zustand nicht gegen Verdrehen gesichert.The disadvantage here is that the gas distributor is protected and held by an annular groove, however, it is not firmly connected with this. For this reason, there is no captive securing of the gas distributor in the non-bolted state. Because the gas nozzle is screwed onto this burner with wire guide and gas distributor. Accordingly, the gas distributor is not captive connected to the gas nozzle, but with the rest of the burner.
An automatic cleaning of the in EP 2 487 003 A1 also described gas nozzle is also not possible, since this is merely held by the annular groove, but not firmly connected. Therefore, it is not secured against twisting even when screwed.

Aus der JPA 1985072679 ist ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen bekannt. Ein Schutzgas strömt zentral aus einer in einem Innenrohr angeordneten Gasdüse. Ein auf den Brennerkörper aufsteckbarer Gasverteiler ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt.From JPA 1985072679 a method for arc welding is known. A protective gas flows centrally from a gas nozzle arranged in an inner tube. An attachable to the burner body gas distributor is made of an electrically insulating material.

Aus der JPU 11982152386 ist ein Brenner zum Lichtbogenschweißen mit einer abschmelzenden Elektrode bekannt, wobei das Schutzgas zentral in den Brennerhals geführt wird und durch Bohrungen in einem Gasverteiler radial austritt. Der Gasverteiler ist aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt.From JPU 11982152386 a torch for arc welding with a consumable electrode is known, wherein the inert gas is guided centrally in the torch neck and radially exits through holes in a gas distributor. The gas distributor is made of an electrically insulating material.

Aus der DE 602 24 140 T2 ist ein Schweißbrenner zur Verwendung beim Metallschutzgasschweißen bekannt. Der Schweißbrenner weist einen Halsabschnitt und einen Diffusor an einem ersten Ende des Halsabschnitts auf. Es erstreckt sich eine Kontaktspitze vom Diffusor. Ein Anschlussmittel befindet sich an einem zweiten Ende des Halsabschnitts und dient zum Anschließen des Halsabschnitts an eine Stromkabelanordnung. Der Halsabschnitt weist einen elektrischen Leiter und einen sich longitudinal erstreckenden Durchgang auf. Ein Gas dient zum Schützen der Schweißstellen vor einer atmosphärischen Verunreinigung, wenn die Schweißstellen unter Verwendung des Schweißbrenners hergestellt werden. Das Gas strömt von der Stromkabelanordnung längs des Durchgangs und durch Öffnungen im Diffusor aus dem Schweißbrenner heraus.From the DE 602 24 140 T2 a welding torch is known for use in gas metal arc welding. The welding torch has a neck portion and a diffuser at a first end of the neck portion. It extends a contact tip of the diffuser. A connection means is located at a second end of the neck portion and serves to connect the neck portion to a power cable assembly. The neck portion has an electrical conductor and a longitudinally extending passageway. A gas is used to protect the welds from atmospheric contamination when the welds are made using the welding torch. The gas flows out of the power cable assembly along the passage and through openings in the diffuser out of the torch.

Bei gattungsgemäßen Schweißbrennern, insbesondere bei MSG-Schweißbrennern findet am vorderen Ende unter anderem die Kontaktierung der Drahtelektrode mit dem Schweißpotential in der Stromdüse und die Gleichrichtung und Laminarisierung der Schutzgasströmung zum Schweißgut, insbesondere zum Werkstück, statt. Außerdem wird bei flüssigkeitsgekühlten Systemen ein Teil der Prozesswärme an den Kühlkreislauf übertragen.In generic welding torches, in particular in MSG welding torches, the contacting of the wire electrode with the welding potential in the current nozzle and the rectification and laminarization of the protective gas flow to the weld metal, in particular to the workpiece, take place at the front end. In addition, in liquid-cooled systems, part of the process heat is transferred to the cooling circuit.

Zur optimalen Kühlung der Verschleißteile, beispielsweise der Stromkontaktdüse, ist daher der Abstand von Wärmequelle, das heißt dem Schweißprozess zum Kühlkreislauf, bei Flüssigkeitskühlung, so kurz wie möglich zu gestalten. Für die Gleichrichtung und Laminarisierung der Schutzgasströmung ist eine ausreichende Verweilzeit durch eine geeignete Geometrie in der Schutzgasführung, insbesondere innerhalb der Verschleißteile erforderlich. Darüber hinaus müssen das Außen- und Innenrohr des MSG-Schweißbrenners außerdem elektrisch isoliert voneinander sein.For optimum cooling of the wear parts, such as the Stromkontaktdüse, therefore, the distance from the heat source, that is, the welding process to the cooling circuit, liquid cooling, as short as possible to make. For the rectification and laminarization of the protective gas flow, a sufficient residence time is required by a suitable geometry in the protective gas guide, in particular within the wearing parts. In addition, the outer and inner tubes of the MSG torch must also be electrically isolated from each other.

Beim Durchführen des Schweißprozesses kann es je nach Prozessparametern zu mehr oder weniger starken Anhaftungen von Spritzern an Verschleißteilen kommen. Diese werden bei MSG-Schweißbrennern in der Regel in automatisiert geführten Systemen über eine motorisch angetriebene Reinigungseinrichtung mit einem Fräser entfernt. Diesen mechanischen Belastungen müssen die Verschleißteile, insbesondere die Gasdüse oder die Stromkontaktdüse sowie ein Isolator, standhalten.When carrying out the welding process, depending on the process parameters, more or less strong adhesion of splashes to wearing parts may occur. For MSG welding torches, these are usually removed in automated systems via a motor-driven cleaning device with a milling cutter. These mechanical loads must withstand the wear parts, in particular the gas nozzle or the Stromkontaktdüse and an insulator.

Bei bekannten Brennerhälsen, beispielsweise der Baureihe „ABIROB® W500“ der Anmelderin, kann das Schutzgas zentral im Innenrohr geführt werden. Als zentrale Gaszuführung werden solche Konstruktionen bezeichnet, bei denen das Schutzgas gemeinsam mit dem Zusatzdraht im Inneren des Innenrohres geführt werden können. Folglich kann das Innenrohr einwandig ausgeführt sein. Durch die Bohrungen im Düsenstock tritt die Schutzgasströmung radial in einen Spritzerschutz ein und in Richtung der Gasdüse aus. Der Spritzerschutz ist dabei so ausgeführt, dass zusätzlich zur Gasverteilung auch elektrisch isoliert.In known burner necks, for example, the "ABIROB® W500" series of the applicant, the inert gas can be guided centrally in the inner tube. As a central gas supply such constructions are referred to, in which the protective gas can be performed together with the additional wire inside the inner tube. Consequently, the inner tube can be made single-walled. By the Holes in the nozzle block enters the protective gas flow radially into a splash guard and out in the direction of the gas nozzle. The splash guard is designed so that in addition to the gas distribution and electrically isolated.

Der Spritzerschutz weist bei der Reinigung der Strom- und Gasdüse, beispielsweise mit einem Fräser, ausreichend Abstand zu diesem auf, so dass er nicht beschädigt wird.The splash guard has during cleaning of the power and gas nozzle, for example with a cutter, a sufficient distance to this, so that it is not damaged.

Bei weiteren bekannten Brennerhälsen, insbesondere der Baureihe „ABIROB® W600“ der Anmelderin, wird das Schutzgas dezentral im Innenrohr geführt. Bei einer dezentralen Gasführung wird das Schutzgas in einer Doppelwand des Innenrohres geführt. Mit anderen Worten ist das Innenrohr dann ein Verbundrohr bzw. eine kombinierte Rohr-in-Rohr-Verbindung, wobei ein Rohr profiliert ist, sodass sich Zwischenräume zwischen den beiden Rohrwänden bilden können. Durch Bohrungen im Innenrohr tritt die Schutzgasströmung radial aus. Über einen Gasverteiler gelangt das Schutzgas dann in die Gasdüse. Der Gasverteiler besteht aus einer PhenolPressmasse und wirkt als elektrischer Isolator, durch den sowohl das Schutzgas verteilt als auch die Isolation zwischen Außen und Innenrohr an den jeweiligen Rohrenden umgesetzt wird. Aus diesem Grund können die Gasbohrungen bei der Reinigung der Strom- und Gasdüse mit einem Fräser nicht mitgereinigt werden. Der Gasverteiler ist um die Drehachse des Fräsers drehbar gelagert. Dadurch wird die mechanische Belastung durch gelöste Spritzer während des Reinigungsvorgangs zwar minimiert, allerdings kann eine optimale Reinigung mittels Fräsers nicht realisiert werden. Mit anderen Worten ist durch diese Konstruktion der Einsatz (druckluftbetriebener) Fräser aber nicht möglich. Als Alternative wird hier nach Stand der Technik ein Spritzerschutz angeboten, welcher die Isolation sicherstellt, wodurch aber der positive Effekt einer laminareren Gasführung durch den Gasverteiler nicht realisiert werden kann.In other known burner necks, in particular the "ABIROB® W600" series of the applicant, the protective gas is led decentrally in the inner tube. In a decentralized gas guide, the protective gas is guided in a double wall of the inner tube. In other words, the inner tube is then a composite tube or a combined tube-in-tube connection, wherein a tube is profiled, so that spaces between the two tube walls can form. Through holes in the inner tube enters the protective gas flow radially. Via a gas distributor, the protective gas then enters the gas nozzle. The gas distributor consists of a phenolic compound and acts as an electrical insulator through which both the protective gas is distributed and the insulation between the outer and inner tube is transferred to the respective pipe ends. For this reason, the gas holes can not be cleaned with a cutter when cleaning the power and gas nozzle. The gas distributor is rotatably mounted about the axis of rotation of the milling cutter. Although this minimizes the mechanical stress caused by dissolved splashes during the cleaning process, optimum cleaning by means of a milling cutter can not be achieved. In other words, by this construction, the use (compressed air operated) cutter but not possible. As an alternative, a splash protection is offered here according to the prior art, which ensures the isolation, but which the positive effect of a laminar gas flow through the gas distributor can not be realized.

Bei weiteren bekannten Brennerhälsen der Baureihe „ABIROB® TWIN 600W“ der Anmelderin wird das Schutzgas dezentral im Innenrohr geführt. Durch Bohrungen im Innenrohr tritt die Schutzgasströmung radial aus. Über den Gasverteiler strömt das Schutzgas axial zu einem Spritzerschutz und wird von selbigen wieder radial in die Gasdüse geleitet. Der Gasverteiler besteht aus einer Phenolpressmasse und der Spritzerschutz aus Glasfaser-Silikon. Der Gasverteiler und der Spritzerschutz sind drehbar gelagert. Die Gasbohrungen im Spritzerschutz können daher bei der Reinigung der Strom- und Gasdüse mit dem Fräser ebenfalls nicht mitgereinigt werden.In the case of other known burner necks of the "ABIROB® TWIN 600W" series by the applicant, the protective gas is conducted in a decentralized manner in the inner tube. Through holes in the inner tube enters the protective gas flow radially. The shielding gas flows axially through the gas distributor to provide splash protection and is again guided radially into the gas nozzle by the same. The gas distributor consists of a phenolic compound and the splash guard of fiberglass silicone. The gas distributor and the splash guard are rotatably mounted. The gas holes in the splash guard can therefore also not be cleaned when cleaning the power and gas nozzle with the cutter.

Aus dem zuvor Gesagten folgt daher, dass die baulichen Anforderungen an eine Strömungslaminarisierung und eine maximierte Prozesswärmeübertragung gegenläufig sind. Darüber hinaus ist es bei den bekannten Brennern nachteilig, dass keine automatisierte Reinigung, beispielsweise mittels eines Fräsers, möglich ist, ohne die Verschleißteile zu beschädigen. Ferner ist es bei bekannten Brennern nachteilig, dass es sich bei Gasdüse und Gasverteiler um keine Baugruppe, sondern dagegen um separate Bauteile handelt, welche insbesondere bei einem Austausch leicht verloren gehen können, da diese nicht verliersicher miteinander verbunden sind.From the above, therefore, it follows that the structural requirements for a flow laminarization and a maximized process heat transfer are in opposite directions. Moreover, it is disadvantageous in the known burners that no automated cleaning, for example by means of a milling cutter, is possible without damaging the wear parts. Furthermore, it is disadvantageous in known burners that the gas nozzle and gas distributor are not an assembly, but on the other hand are separate components, which can be easily lost, especially in an exchange, since they are not connected to each other captive.

Ausgehend von den zuvor beschriebenen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gasdüse und einen verbesserten Brennerhals anzugeben, welche die automatisierte Reinigung des Brenners, insbesondere mittels eines Fräsers auch dann zu ermöglichen, wenn die Gasführung für einen laminar fließenden Schutzgasstrom dezentral, d. h. durch Kanäle innerhalb eines (Verbund-) Innenrohres geführt wird.Based on the disadvantages described above, the invention has for its object to provide an improved gas nozzle and an improved torch neck, which allow the automated cleaning of the burner, in particular by means of a router even if the gas guide for a laminar flowing inert gas stream decentralized, d. H. is guided through channels within a (composite) inner tube.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Gasdüse zum Ausströmen eines Schutzgasstromes nach Anspruch 1 und einem Brennerhals zum thermischen Fügen wenigstens eines Werkstücks, insbesondere zum Lichtbogenfügen, vorzugsweise zum Lichtbogenschweißen oder Lichtbogenlöten gemäß Anspruch 11 sowie mit einem Brenner mit einem derartigen Brennerhals gemäß Anspruch 15.This object is achieved with a gas nozzle for the outflow of a protective gas stream according to claim 1 and a burner neck for thermal joining of at least one workpiece, in particular for arc joining, preferably for arc welding or arc soldering according to claim 11 and with a burner having such a burner neck according to claim 15.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gemäß der Erfindung ist eine Gasdüse zum Ausströmen eines Schutzgasstromes aus einem Gasaustritt mit einem Gasverteilerabschnitt vorgesehen, wobei die Gasdüse wenigstens in einem Teilbereich des Gasverteilerabschnitts doppelwandig zur Bildung eines Strömungsraums für den Schutzgasstrom ausgebildet ist.According to the invention, a gas nozzle for discharging a protective gas flow from a gas outlet with a gas distributor section is provided, wherein the gas nozzle is formed at least in a partial region of the gas distributor section double-walled to form a flow space for the protective gas flow.

Auf diese Weise wird ein zusätzlich abgegrenzter Strömungsraum bzw. ein Hohlraum innerhalb der Baugruppe, d. h. zwischen Gasdüse und Gasverteilerabschnitt, bzw. die Übergänge zu diesem oder aus diesem Strömungsraum bereitgestellt.
Der Strömungskanal für den Schutzgasstrom ist durch die Umlenkung des Schutzgasstroms in dem doppelwandigen Gasverteilerabschnitt verlängert, so dass sich die gewünschte laminare Strömung am Vorderende des Brennerkopfes einstellt und dies trotz gegenüber bekannten Systemen verkürzter Gasdüse für eine maximierte Prozesswärmeübertragung.In this way, an additionally delimited flow space or a cavity within the assembly, ie between the gas nozzle and the gas distributor section, or the transitions to this or from this flow space is provided.
The flow channel for the protective gas flow is extended by the deflection of the protective gas flow in the double-walled gas distributor section, so that the desired laminar flow adjusts at the front end of the burner head, despite the gas jet nozzle being shortened compared to known systems for maximized process heat transfer.

Die Gasdüse ist gegenüber bekannten Düsen verkürzt, um die Flüssigkeitskühlung so nah wie möglich an die Wärmequelle (Schweißprozess) zu verorten, d.h. der Abstand von Wärmequelle zu Kühlkreislauf ist so kurz wie möglich.The gas nozzle is shortened compared to known nozzles in order to locate the liquid cooling as close as possible to the heat source (welding process), i. the distance from the heat source to the cooling circuit is as short as possible.

Bei dezentraler Gasverteilung kann die Verteilung und Laminarisierung der Schutzgasströmung in der Gasdüse nicht mehr über das Innenrohr bzw. den Düsenstock realisiert werden. Ferner können die Bohrungen der separaten Gasverteilung nicht mechanisch mittels eines Fräsers gereinigt werden. Auf diese Weise kann sich die laminare Strömung am Vorderende des Brennerkopfes auch bei der verkürzten Gasdüse ausbilden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Gasdüse mit zusätzlich abgegrenztem Strömungsraum innerhalb der Baugruppe, d.h. zwischen Gasdüse und Gasverteilerabschnitt, ist es bei minimalem Abstand von Prozesswärmequelle zu Kühlkreislauf ermöglicht, die Schutzgasströmung zu laminarisieren und gleichzeitig die Gasbohrungen des integrierten Gasverteilers mit dem Fräser automatisiert zu reinigen. Mit anderen Worten ist der Brenner unempfindlich gegenüber der automatisierten Reinigung mittels Fräsers. In decentralized gas distribution, the distribution and laminarization of the protective gas flow in the gas nozzle can no longer be realized via the inner tube or the nozzle. Furthermore, the holes of the separate gas distribution can not be cleaned mechanically by means of a milling cutter. In this way, the laminar flow at the front end of the burner head can also form in the shortened gas nozzle. Due to the inventive design of the gas nozzle with additionally delimited flow space within the assembly, ie between the gas nozzle and gas distributor, it is possible with minimal distance from the process heat source to the cooling circuit to laminarize the protective gas flow and at the same time to clean the gas wells of the integrated gas distributor with the cutter automated. In other words, the burner is insensitive to the automated cleaning by means of milling cutter.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der Gasverteilerabschnitt und die Gasdüse monolithisch ausgebildet. Beispielsweise kann die Gasdüse mit Gasverteilerabschnitt mittels 3D-Drucks auf besonders einfache und effiziente Weise hergestellt werden.According to a first advantageous development of the invention, the gas distributor section and the gas nozzle are monolithic. For example, the gas nozzle with gas distributor section can be produced in a particularly simple and efficient manner by means of 3D printing.

Alternativ ist es denkbar, dass der Gasverteilerabschnitt durch einen an der Gasdüse befestigten Gasverteiler gebildet ist. Auf diese Weise bilden die Gasdüse und der Gasverteiler eine Baugruppe. Darüber hinaus ist eine Verliersicherung realisiert, indem der Gasverteilerabschnitt verliersicher mit der Gasdüse verbunden ist. Insbesondere beim Austausch der Gasdüse, d.h. im auch im nicht am Brenner verschraubten Zustand, ist der Gasverteiler verliersicher an der Gasdüse gehalten.Alternatively, it is conceivable that the gas distributor section is formed by a gas distributor attached to the gas nozzle. In this way, the gas nozzle and the gas distributor form an assembly. In addition, a captive is realized by the gas distributor section is captively connected to the gas nozzle. In particular, when replacing the gas nozzle, i. also in the non-bolted to the burner state, the gas distributor is held captive on the gas nozzle.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gasverteilerabschnitt umfangseitig wenigstens eine Gasauslassöffnung, insbesondere mehrere etwa im gleichen Abstand zueinander angeordnete Gasauslassöffnungen aufweist, so dass der Gasaustritt mit der oder den Gasauslassöffnung bzw. -öffnungen in einer Fluidverbindung steht. Durch diese Gasauslassöffnungen strömt entsprechend der radialen Verteilung der Öffnungen das Schutzgas über den Umfang gleichmäßig verteilt aus. Das durch die Öffnungen austretende Gas wird somit in der Gasdüse abgelenkt und umgeleitet, so dass sich ein im Hinblick auf die Laminarität verbesserter Gasstrom des Schutzgases in Richtung des Gasauslasses ergibt.According to a further advantageous embodiment of the invention, provision is made for the gas distributor section to have at least one gas outlet opening, in particular a plurality of gas outlet openings arranged approximately equidistant from one another, so that the gas outlet is in fluid communication with the gas outlet or openings. Due to the radial distribution of the openings, the protective gas flows uniformly distributed over the circumference through these gas outlet openings. The gas exiting through the openings is thus deflected and redirected in the gas nozzle, resulting in an improved gas flow of the protective gas in the direction of the gas outlet with regard to laminarity.

Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, die Gasauslassöffnungen in einem zusätzlichen, an der Gasdüse angebrachten Bauteil anzuordnen, welches unempfindlich gegenüber einer Reinigung mittels eines Fräsers ist. Gleichzeitig bildet die Baugruppe aus Gasdüse und dem zusätzlichen Bauteil eine Verlängerung des Strömungskanals für das Schutzgas, in welcher sich die am Vorderende des Brennerhalses gewünschte laminare Strömung bereits ausbilden kann.For this reason, it is advantageous to arrange the gas outlet in an additional, attached to the gas nozzle component, which is insensitive to cleaning by means of a milling cutter. At the same time, the assembly of the gas nozzle and the additional component forms an extension of the flow channel for the protective gas, in which the laminar flow desired at the front end of the burner neck can already form.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der durch die Gasdüse und die anschließende Gasverteilerabschnittsfläche definierte Innendurchmesser der Gasdüse stromaufwärts des Gasstroms gleichbleibend oder konisch zulaufend, d.h. verengend, ausgebildet. Auf diese Weise kann der, insbesondere maschinell geführte Fräser problemlos in die Gasdüse eingeführt und bis zu den Gasauslassöffnungen gefahren werden, so dass eine einfache Reinigung der Gasdüse und der Gasauslassöffnungen realisiert wird.In an advantageous development of the invention, the inner diameter of the gas nozzle defined by the gas nozzle and the subsequent gas distributor section surface is constant or conically tapered upstream of the gas flow, i. narrowing, trained. In this way, the, in particular mechanically guided cutter can be easily introduced into the gas nozzle and driven to the gas outlet, so that a simple cleaning of the gas nozzle and the gas outlet is realized.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass der Gasverteiler aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht oder aber auch aus einer Keramik hergestellt ist. Ein metallischer Werkstoff ist dabei allerdings besonders vorteilhaft, da die Gasauslassöffnungen bei gewöhnlichen Keramik- oder Polymerwerkstoffen nicht automatisiert mit einem Fräser gereinigt werden können. Moderne zerspanbare Glaskeramiken können zwar ebenfalls eingesetzt, sind aber in der Regel sehr teuer und nur aufwändig zu verpressen.A further advantageous variant of the invention provides that the gas distributor consists of a metallic material, in particular copper or a copper alloy, or else is made of a ceramic. However, a metallic material is particularly advantageous since the gas outlet openings can not be cleaned automatically with a milling cutter in the case of ordinary ceramic or polymer materials. Although modern machinable glass ceramics can also be used, they are generally very expensive and expensive to press.

Aus diesem Grund ist zumindest der Gasverteilerabschnitt der Gasdüse vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, um die automatisierte Reinigung der Gasbohrungen, insbesondere auch bei einer dezentral geführten Gasverteilung zu ermöglichen. Darüber hinaus sind bei einem metallischen Werkstoff beim Fräsen aufgrund der hohen Schlagfestigkeit Beschädigungen sehr unwahrscheinlich. Eine hohe Härte des Materials ist erforderlich, um den Abrasionskräften bei der Fräserreinigung zu widerstehen. Im Sinne der Erfindung ist auch eine Umsetzung mit schlagfesten, harten und temperaturfesten nicht-metallischen Werkstoffen denkbar.For this reason, at least the gas distributor section of the gas nozzle is preferably made of a metallic material in order to enable the automated cleaning of the gas bores, in particular also in the case of a decentralized gas distribution. In addition, due to the high impact resistance, damage to a metallic material during milling is very unlikely. A high hardness of the material is required to withstand the abrasion forces in the milling cutter cleaning. For the purposes of the invention, an implementation with impact-resistant, hard and temperature-resistant non-metallic materials is conceivable.

In einer Weiterbildung der Erfindung fügt sich der Gasverteiler zumindest abschnittsweise im Wesentlichen bündig an die Gasdüse an. Auf diese Weise kann der, insbesondere maschinell geführte Fräser problemlos in die Gasdüse eingeführt und bis zu den Gasauslassöffnungen gefahren werden, so dass eine optimale Reinigung möglich ist. Die inneren Bauteile, insbesondere die Stromkontaktdüse und deren Halter müssen dazu nicht verändert werden.In a further development of the invention, the gas distributor is at least partially substantially flush with the gas nozzle. In this way, the, in particular mechanically guided cutter can be easily introduced into the gas nozzle and driven to the gas outlet, so that optimum cleaning is possible. The inner components, in particular the Stromkontaktdüse and its holder need not be changed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gasverteiler mit der Gasdüse form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the gas distributor with the gas nozzle positively and / or non-positively and / or materially connected.

Unter kraftschlüssigen bzw. reibschlüssigen Verbindungen wird verstanden, dass diese darauf beruhen, dass Verbindungselemente Kräfte übertragen, indem sie ein Aufeinanderpressen der Fügeoberflächen bewirken. Zwischen den Flächen entsteht ein Reibungswiderstand, der größer ist als die von außen auf die Verbindung einwirkenden Kräfte. Bei einer kraftschlüssigen Verbindung werden Kräfte und Momente durch Reibungskräfte übertragen. By frictional or frictional connections, it is understood that these are based on the fact that connecting elements transmit forces by effecting a pressing together of the joining surfaces. Between the surfaces creates a frictional resistance, which is greater than the forces acting on the outside of the compound forces. In a non-positive connection forces and moments are transmitted by frictional forces.

Formschlüssige Verbindungen werden dadurch bewirkt, dass die Form der zu verbindenden Werkstücke oder der Verbindungselemente die Kraftübertragung ermöglicht und damit den Zusammenhalt schafft. Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg. Beim Formschluss werden Werkstücke durch ineinanderpassende Formen verbunden.Positive connections are effected by the fact that the shape of the workpieces to be joined or the connecting elements enables the power transmission and thus creates the cohesion. Form-fitting connections are created by the interaction of at least two connection partners. As a result, the connection partners can not solve without or with interrupted power transmission. In other words, in the case of a positive connection, one connection partner gets in the way of the other. When form-fitting workpieces are connected by mating shapes.

Stoffschlüssige Verbindungen entstehen durch Vereinigung von Werkstoffen, d.h., die Werkstücke werden durch Kohäsion (Zusammenhangskraft) und Adhäsion (Anhangskraft) miteinander verbunden. Mit anderen Worten werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Sie sind gleichzeitig nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen, wie beispielsweise Löten, Schweißen, Kleben oder Vulkanisieren.Bonded joints are created by combining materials, that is, the workpieces are joined together by cohesion (cohesive force) and adhesion (appendage force). In other words, the connection partners are held together by atomic or molecular forces. They are simultaneously non-releasable compounds that can be separated only by destruction of the connecting means, such as soldering, welding, gluing or vulcanization.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gasverteiler mit der Gasdüse lösbar verbunden, insbesondere verschraubt oder eingepresst ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Gasverteiler mit der Gasdüse fest verbunden, insbesondere verklebt, verlötet oder in die Gasdüse eingepresst ist. Auf diese Weise wird eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung des Gasverteilers zu einem Schweißbrenner realisiert. Im Übrigen wird unter lösbaren Verbindungen verstanden, dass diese sich trennen lassen, ohne dass ein Bauteil oder das Verbindungselement zerstört wird. Dagegen lassen sich unlösbare Verbindungen nur trennen, indem das Bauteil oder das Verbindungselement zerstört wird.According to a further advantageous variant of the invention it is provided that the gas distributor is releasably connected to the gas nozzle, in particular screwed or pressed. Alternatively it can be provided that the gas distributor with the gas nozzle firmly connected, in particular glued, soldered or pressed into the gas nozzle. In this way, a positive and / or non-positive connection of the gas distributor is realized to a welding torch. Incidentally, releasable connections mean that they can be separated without destroying a component or the connecting element. In contrast, insoluble connections can only be separated by destroying the component or the connection element.

Ferner kann der Gasverteiler ringförmig, rotationssymmetrisch oder geschlitzt ausgebildet sein. Vorzugsweise werden acht rotationssymmetrische Austrittsöffnungen verwendet und der Gasverteiler wird über eine Rändelfläche am Außenumfang des Gasverteilers in die Gasdüse eingepresst. Vorteile der Ausführung mit acht Bohrungen ist es, dass damit genügend „Staufläche“ für Schutzgas vorhanden ist, gleichzeitig aber acht Austrittsöffnungen ausreichend sind, um den notwendigen Volumenstrom für einen stabilen Fügeprozess zu erreichen.Furthermore, the gas distributor may be annular, rotationally symmetric or slotted. Preferably, eight rotationally symmetrical outlet openings are used and the gas distributor is pressed into the gas nozzle via a knurling surface on the outer circumference of the gas distributor. Advantages of the design with eight holes is that there is enough "storage space" for shielding gas, but at the same time eight outlets are sufficient to achieve the necessary volume flow for a stable joining process.

Nach einem eigenständigen Gedanken der Erfindung ist ein Brennerhals zum thermischen Fügen wenigstens eines Werkstücks, insbesondere zum Lichtbogenfügen, vorzugsweise zum Lichtbogenschweißen oder Lichtbogenlöten vorgesehen, mit einer im Brennerhals angeordneten Elektrode oder einem Draht zum Erzeugen eines Lichtbogens zwischen der Elektrode oder dem Draht und dem Werkstück. Darüber hinaus weist der Brennerhals eine Gasdüse zum Ausströmen eines Schutzgasstromes aus einem Gasaustritt auf. Bei dieser Gasdüse kann es sich um eine oben beschriebene Gasdüse handeln.According to an independent idea of the invention, a torch neck is provided for thermally joining at least one workpiece, in particular for arc joining, preferably for arc welding or arc brazing, with an electrode arranged in the torch neck or a wire for generating an arc between the electrode or the wire and the workpiece. In addition, the burner neck has a gas nozzle for the outflow of a protective gas flow from a gas outlet. This gas nozzle may be a gas nozzle as described above.

Wie oben erwähnt, kann es bei Schweißbrennern, insbesondere bei Maschinenbrennern, beim Schweißprozess zu Verunreinigungen an der Gasdüse und an den Gasauslassöffnungen kommen. Diese verunreinigten Bauteile werden mittels eines Fräsers gereinigt und auf diese Weise von Schweißspritzern befreit. Die Verschleißteile, insbesondere die Gasdüse, die Stromkontaktdüse oder eine Isolation, müssen folglich den mechanischen Belastungen bei Fräsen standhalten.As mentioned above, in welding torches, especially in machine burners, impurities may occur at the gas nozzle and at the gas outlet openings during the welding process. These contaminated components are cleaned by means of a milling cutter and thus freed from welding spatter. The wear parts, in particular the gas nozzle, the Stromkontaktdüse or insulation must therefore withstand the mechanical stresses in milling.

Beim Stand der Technik befinden sich diese Gasauslassöffnungen an einem Polymer- oder Keramikwerkstoffteil, welches gleichzeitig zur elektrischen Isolierung zwischen Innen- und Außenrohr des Brennerkopfes dient. Nachteilig dabei ist, dass der Fräser zur Reinigung nicht bis an das jeweilige Polymer- oder Keramikwerkstoffbauteil heranreicht. Zum anderen wäre die Gefahr einer Beschädigung der Verschleißteile durch den Fräser viel zu groß.In the prior art, these gas outlet are located on a polymer or ceramic material part, which also serves for electrical insulation between the inner and outer tube of the burner head. The disadvantage here is that the cutter for cleaning does not reach up to the respective polymer or ceramic material component. On the other hand, the risk of damage to the wearing parts by the cutter would be much too large.

Bei dem erfindungsgemäßen Brennerhals werden diese Nachteile vermieden. Insbesondere bei Brennern mit einem Innen- und Außenrohr kann die Strom- und Prozesswärmeübertragung nur über das Innenrohr geführt werden. Daher ist es günstig, die Schutzgasströmung über das Außenrohr oder zwischen Außen- und Innenrohr zu leiten. Um die Zeit für Strömungslaminarisierung am vorderen Brennerende zu erhöhen, sind die zusätzlichen Querschnitts- und Strömungsrichtungsänderungen aufgrund der Geometrie der Gasdüse vorgesehen. In the burner neck according to the invention, these disadvantages are avoided. Especially in burners with an inner and outer tube, the power and process heat transfer can only be performed on the inner tube. Therefore, it is favorable to direct the protective gas flow over the outer tube or between the outer and inner tube. In order to increase the time for flow laminarization at the front burner end, the additional cross-sectional and flow direction changes are provided due to the geometry of the gas nozzle.

Aufgrund der Ausgestaltung des Brennerhalses mit entsprechender Geometrie der Gasdüse mit Gasverteilerabschnitt und Gasautrittsöffnungen, wobei die Gasdüse wenigstens in einem Teilbereich des Gasverteilerabschnitts doppelwandig zur Bildung eines Strömungsraums für den Schutzgasstrom ausgebildet ist, findet daher auch bei geringem Abstand von Wärmequelle eine ausreichende Verweilzeit für die Gleichrichtung und Laminarisierung der Schutzgasströmung durch die geeignete Geometrie.Due to the design of the torch neck with corresponding geometry of the gas nozzle with gas distributor section and Gasautrittsöffnungen, wherein the gas nozzle is formed at least in a partial region of the gas distributor section double-walled to form a flow space for the protective gas, therefore, even at a small distance from the heat source has a sufficient residence time for the rectification and Laminarization of inert gas flow by the appropriate geometry.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung isoliert ein elektrischer Isolator ein mit einer Stromkontaktdüse elektrisch verbundenes Innenrohr des Brennerhalses gegenüber einem vom Innenrohr beabstandetem Außenrohr des Brennerhalses elektrisch. According to a first advantageous embodiment of the invention, an electrical insulator electrically isolates an inner tube of the burner neck electrically connected to a current contact nozzle with respect to an outer tube of the burner neck spaced from the inner tube.

In den bekannten Brennern wird ein isolierter Gasverteiler eingesetzt, durch den sowohl das Schutzgas verteilt als auch die Isolation zwischen Außen- und Innenrohr an den jeweiligen Rohrenden umgesetzt wird. Durch diese Konstruktion ist die automatisierte Reinigung, insbesondere durch den Einsatz druckluftbetriebener Fräser nicht möglich. Als Alternative wird hier nach Stand der Technik ein Spritzerschutz angeboten, welcher die Isolation sicherstellt, aber dadurch der positive Effekt einer laminareren Gasführung durch den Gasverteiler dagegen nicht realisiert werden kann.In the known burners, an insulated gas distributor is used, by which both the shielding gas distributed and the insulation between the outer and inner tube is reacted at the respective pipe ends. Due to this construction, automated cleaning, especially through the use of air operated milling cutters, is not possible. As an alternative, a splash protection is offered here according to the prior art, which ensures the isolation, but by contrast, the positive effect of a laminar gas flow through the gas distributor can not be realized.

Bei einer dezentralen Gasführung wird das Schutzgas in einer Doppelwand des Innenrohres geführt. Damit ist das Innenrohr eigentlich ein Verbundrohr bzw. eine kombinierte Rohr-in-Rohr-Verbindung, wobei ein Rohr profiliert ist, sodass sich Zwischenräume zwischen den beiden Rohrwänden bilden.In a decentralized gas guide, the protective gas is guided in a double wall of the inner tube. Thus, the inner tube is actually a composite pipe or a combined pipe-in-pipe connection, wherein a pipe is profiled, so that form spaces between the two pipe walls.

Die elektrische Isolation erfolgt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr, vorzugsweise mit einer Abdeckung am Ende beider Rohre. Dabei sind die äußeren Teile des Brenners elektrisch von dem Innenrohr isoliert, um ein Fließen von Schweißströmen über das Brennergehäuse zu verhindern. Im Schweißprozess erfolgt eine Erwärmung des Schweißdrahtes und die Wärme wird teilweise in den Schweißbrenner geleitet.The electrical insulation takes place between the inner tube and the outer tube, preferably with a cover at the end of both tubes. In this case, the outer parts of the burner are electrically isolated from the inner tube to prevent flow of welding currents through the burner housing. In the welding process, the welding wire is heated and the heat is partially conducted into the welding torch.

Es kann vorgesehen sein, die Isolation so auszuführen, dass sie funktionsgetrennt von der Gasführung ist. Das Verschleißteil für die elektrische Isolation zwischen Innen- und Außenrohr kann einfacher und damit günstiger gestaltet werden. Darüber hinaus ist der Einsatz des Fräsers zur Reinigung ohne Beschädigung der Verschleißteile möglich.It may be provided to carry out the insulation so that it is functionally separated from the gas guide. The wear part for the electrical insulation between inner and outer tube can be made simpler and thus cheaper. In addition, the use of the milling cutter for cleaning without damaging the wearing parts is possible.

Durch die Trennung von Isolation und Strömungsführung beim Spritzerschutz kann die Isolation, beispielsweise in Form einer Abdeckung und einem Distanzstück am Ende der vorderen Rohrenden des Innen- und Außenrohres in Form des Gasdüsenträgers konstruktiv deutlich einfacher und dickwandig gestaltet werden. Dies bedeutet, dass sich insbesondere die Crashsicherheit, d. h. Positionsstabilität des Brennerhalses bei schlagartiger mechanischer Beanspruchung, insbesondere bei einer Kollision des Schweißbrenners mit dem Werkstück, deutlich verbessert und ein nicht isolierender Gasverteiler bzw. Gasverteilerabschnitt in der Gasdüse implementiert werden kann.Due to the separation of insulation and flow guidance during splash protection, the insulation, for example in the form of a cover and a spacer at the end of the front tube ends of the inner and outer tubes in the form of the gas nozzle carrier can be structurally made significantly simpler and thick-walled. This means that in particular the crash safety, i. H. Positional stability of the torch neck under sudden mechanical stress, especially in a collision of the welding torch with the workpiece, significantly improved and a non-insulating gas distributor or gas distributor section can be implemented in the gas nozzle.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brennerhalses ist ein Filterring aus Sintermaterial zur Druckminderung vorgesehen, wobei der Filterring in der Gasdüse stromabwärts innerhalb des in einem Teilbereich doppelwandig ausgebildeten Gasverteilerabschnitts angeordnet ist. Durch die Verkürzung der Gasdüse kann es vorkommen, dass die Verweilzeit des Schutzgases in der Düse nicht mehr ausreicht, um eine Laminarisierung des Gases zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist der Filterring aus Sintermaterial zur Druckminderung vorgesehen.In a further advantageous embodiment of the burner neck according to the invention, a filter ring made of sintered material is provided for pressure reduction, wherein the filter ring is arranged in the gas nozzle downstream within the double-walled in a partial region gas distributor section. Due to the shortening of the gas nozzle, it may happen that the residence time of the protective gas in the nozzle is no longer sufficient to ensure a laminarization of the gas. For this reason, the filter ring made of sintered material is provided for pressure reduction.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Spritzerschutz zum Schutz vor Schweißspritzern vorgesehen. Über den Gasverteiler bzw. den Gasverteilerabschnitt strömt das Schutzgas axial zum Spritzerschutz und wird von selbigem wieder radial in die Gasdüse geleitet. Der Spritzerschutz besteht vorzugsweise aus einem temperaturbeständigen Isolator, wie glasfasergefülltem PTFE und hat bei der Reinigung der Strom- und Gasdüse mit dem Fräser ausreichend Abstand zu selbigem, so dass der Spritzerschutz durch den Fräser nicht beschädigt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention, a splash protection for protection against welding spatter is provided. Via the gas distributor or the gas distributor section, the protective gas flows axially to the splash protection and is led by the same again radially into the gas nozzle. The splash guard is preferably made of a temperature-resistant insulator, such as glass fiber filled PTFE and has in cleaning the power and gas nozzle with the cutter enough distance to selbigem so that the splash guard is not damaged by the cutter.

Nach einem weiteren eigenständigen Gedanken der Erfindung ist ein Brenner mit einem Brennerhals, insbesondere mit einem oben beschriebenen Brennerhals vorgesehen.According to a further independent idea of the invention, a burner is provided with a burner neck, in particular with a burner neck described above.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Dabei zeigen zum Teil schematisch:

1 einen Teil eines Brennerhalses eines Schweißbrenners mit einer Gasdüse,
2 eine Detailansicht der Gasdüse mit einem Gasverteilerabschnitt,
3 eine Detailansicht der Gasdüse, wobei der Gasverteilerabschnitt und die Gasdüse monolithisch ausgebildet sind,
4 eine Schnittdarstellung des Brennerhalses gemäß 1 und
5 einen Teil eines Brennerhalses gemäß 1 und 7 einem Fräser.

Here are partly schematic:

1 a part of a burner neck of a welding torch with a gas nozzle,
2 a detailed view of the gas nozzle with a gas distributor section,
3 a detailed view of the gas nozzle, wherein the gas distributor section and the gas nozzle are monolithic,
4 a sectional view of the burner neck according to 1 and
5 a part of a burner neck according to 1 and 7 a router.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgend dargestellten Figuren der Zeichnung anhand einer Ausführungsform mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern.The same or equivalent components are in the figures shown below the Referring to an embodiment provided with reference numerals to improve readability.

Aus 1 geht ein Brennerhals 10 mit einem Düsenstock 7 eines Schweißbrenners zum thermischen Fügen wenigstens eines Werkstücks, insbesondere zum Lichtbogenfügen, vorzugsweise zum Lichtbogenschweißen oder zum Lichtbogenlöten hervor. In der Blechfertigung kommen standardmäßig „MIG“, „MAG“ sowie „WIG“-Schweißen zum Einsatz.Out 1 go a torch neck 10 with a nozzle 7 a welding torch for the thermal joining of at least one workpiece, in particular for arc joining, preferably for arc welding or for arc brazing. In sheet metal production, "MIG", "MAG" and "TIG" welding are used as standard.

5 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass zusätzlich noch ein Fräser 18 angedeutet ist. 5 differs from 1 in that, in addition, a cutter 18 is indicated.

Bei den schutzgasunterstützten Lichtbogenschweißverfahren mit abschmelzender Elektrode (MSG) steht „MIG“ für „Metall-Inertgas“, und „MAG“ für „Metall-Aktivgas“. MAG-Schweißen ist ein Metall-Schutzgasschweiß-Prozess (MSG) mit Aktivgas, bei dem der Lichtbogen zwischen einer kontinuierlich zugeführten, abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstoff brennt. Die abschmelzende Elektrode liefert den Zusatzwerkstoff zur Bildung der Schweißnaht.In shielded gas assisted arc welding with Melting Electrode (MSG), "MIG" stands for "metal inert gas", and "MAG" stands for "metal active gas". MAG welding is a metal inert gas welding process (MSG) with active gas in which the arc burns between a continuously fed, consumable wire electrode and the material. The consumable electrode provides the filler material to form the weld.

Bei schutzgasunterstützten Lichtbogenschweißverfahren mit nicht-abschmelzender Elektrode (WSG) steht „WIG“ für „Wolfram-Inertgas“. Die erfindungsgemäßen Schweißvorrichtungen können als maschinengeführter Schweißbrenner ausgeführt sein.For gas assisted arc welding with non-consumable electrode (WSG), "TIG" stands for "Tungsten Inert Gas". The welding devices according to the invention can be designed as a machine-guided welding torch.

Lichtbogenschweißvorrichtungen erzeugen zum Aufschmelzen des Schweißgutes einen Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer abschmelzenden oder nicht abschmelzenden Schweißelektrode. Das Schweißgut sowie die Schweißstelle werden von einem Schutzgasstrom gegenüber den Atmosphärengasen, hauptsächlich N2, O2, H2, der Umgebungsluft abgeschirmt.Arc welding devices generate an arc between the workpiece and a consumable or non-consumable welding electrode to melt the weld metal. The weld metal as well as the welding point are shielded from the ambient air by a protective gas flow in relation to the atmospheric gases, mainly N2, O2, H2.

Der Schutzgasstrom umströmt die Schweißelektrode, den Lichtbogen, das Schweißbad und die Wärmeeinflusszone am Werkstück und wird diesen Bereichen dabei über den Brennerkörper des Schweißbrenners zugeführt. Eine Gasdüse 1 leitet den Schutzgasstrom zum Vorderende des Brennerkopfes, wo der Schutzgasstrom etwa ringförmig um die Schweißelektrode aus dem Brennerkopf austritt.The protective gas stream flows around the welding electrode, the arc, the weld pool and the heat-affected zone on the workpiece and is thereby supplied to these areas via the burner body of the welding torch. A gas nozzle 1 directs the protective gas flow to the front end of the burner head, where the protective gas stream emerges approximately annularly around the welding electrode from the burner head.

Der in 1 und 5 dargestellte Brennerhals 10 des Brennerkopfes des Schweißbrenners weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Gasdüse 1 zum Ausströmen eines Schutzgasstroms aus einem am vorderen Ende der Gasdüse 1 vorgesehenen Gasaustritt 2 auf. Derartige Gasdüsen 1 sind detailliert in den 2 und 3 dargestellt.The in 1 and 5 illustrated torch neck 10 the burner head of the welding torch has the gas nozzle in the present embodiment 1 for discharging a protective gas flow from one at the front end of the gas nozzle 1 provided gas outlet 2 on. Such gas nozzles 1 are detailed in the 2 and 3 shown.

Aus den 1 bis 3 und 5 ist weiter ersichtlich, dass die Gasdüse 1 wenigstens in einem Teilbereich eines Gasverteilerabschnitts 3 doppelwandig zur Bildung eines Strömungsraums 16 für den Schutzgasstrom ausgebildet ist. Aufgrund der Ausgestaltung des Brennerhalses 10 mit entsprechender Geometrie der Gasdüse 1 mit Gasverteilerabschnitt 3 und Gasauslassöffnungen 8 ist daher auch bei geringem Abstand zur Wärmequelle eine ausreichende Verweilzeit für die Gleichrichtung und Laminarisierung der Schutzgasströmung gewährleistet.From the 1 to 3 and 5 is further apparent that the gas nozzle 1 at least in a partial region of a gas distributor section 3 double-walled to form a flow space 16 is designed for the protective gas flow. Due to the design of the torch neck 10 with appropriate geometry of the gas nozzle 1 with gas distributor section 3 and gas outlet openings 8th Therefore, a sufficient residence time for the rectification and laminarization of the protective gas flow is ensured even at a small distance from the heat source.

Die Ausgestaltungen der Gasdüse 1 gemäß 2 und 3 unterscheiden sich dadurch, dass der Gasverteilerabschnitt 3 und die Gasdüse 1 gemäß 3 monolithisch ausgebildet sind. Beispielsweise kann die Gasdüse 1 mit Gasverteilerabschnitt 3 mittels 3D-Drucks hergestellt werden.The embodiments of the gas nozzle 1 according to 2 and 3 differ in that the gas distributor section 3 and the gas nozzle 1 according to 3 are formed monolithic. For example, the gas nozzle 1 with gas distributor section 3 produced by 3D printing.

Dagegen zeigt 2, dass der Gasverteilerabschnitt 3 durch einen an der Gasdüse 1 angeordneten Gasverteiler 4 gebildet ist. Auf diese Weise bilden die Gasdüse 1 und der Gasverteiler 4 eine Baugruppe.On the other hand shows 2 in that the gas distributor section 3 through one at the gas nozzle 1 arranged gas distributor 4 is formed. In this way form the gas nozzle 1 and the gas distributor 4 an assembly.

Bei beiden Ausgestaltungen der Gasdüse 1 gemäß 2 und 3 weist der Gasverteilerabschnitt 3 umfangseitig mehrere etwa im gleichen Abstand zueinander angeordnete Gasauslassöffnungen 8 auf, so dass der Gasaustritt 2 mit den Gasauslassöffnungen 8 in einer Fluidverbindung steht.In both embodiments of the gas nozzle 1 according to 2 and 3 has the gas distributor section 3 on the circumference a plurality of approximately the same distance from each other arranged gas outlet 8th on, leaving the gas outlet 2 with the gas outlet openings 8th is in fluid communication.

Der Schutzgasstrom strömt durch diese Gasauslassöffnungen 8 entsprechend der radialen Verteilung der Öffnungen 8 über den Umfang gleichmäßig verteilt aus. Der durch die Gasauslassöffnungen 8 austretende Schutzgasstrom wird somit in der Gasdüse 1 abgelenkt und umgeleitet, so dass sich ein im Hinblick auf die Laminarität verbesserter Gasstrom des Schutzgases in Richtung des Gasauslasses 2 ergibt.The protective gas flow flows through these gas outlet openings 8th according to the radial distribution of the openings 8th evenly distributed over the circumference. The through the gas outlet 8th escaping inert gas flow is thus in the gas nozzle 1 deflected and diverted, so that in view of the laminarity improved gas flow of the protective gas in the direction of the gas outlet 2 results.

Die Baugruppe aus Gasdüse 1 und Gasverteiler 4 bzw. Gasverteilerabschnitt 3 bildet eine Verlängerung des Strömungskanals für den Schutzgasstrom, in welcher sich die am Vorderende des Brennerhalses gewünschte laminare Strömung bereits ausbilden kann.The assembly of gas nozzle 1 and gas distributor 4 or gas distributor section 3 forms an extension of the flow channel for the protective gas flow, in which the desired at the front end of the torch neck laminar flow can already form.

Wie aus den 1 bis 5 ferner hervorgeht, ist der durch die Gasdüse 1 und die anschließende Gasverteilerabschnittsfläche 6 definierte Innendurchmesser 5 der Gasdüse 1 stromaufwärts des Schutzgasstroms gleichbleibend oder konisch zulaufend, d.h. verengend, ausgebildet. Bei Schweißbrennern, insbesondere bei Maschinenbrennern, kann es beim Schweißprozess zu Verunreinigungen an der Gasdüse 1 und an den Gasauslassöffnungen 8 kommen. Diese verunreinigten Bauteile werden automatisiert mittels eines Fräsers 18 gereinigt und auf diese Weise von Schweißspritzern befreit. Die Verschleißteile, insbesondere die Gasdüse 1, die Stromkontaktdüse 11 oder der Spritzerschutz 9 müssen folglich den mechanischen Belastungen beim Fräsen standhalten. Ein derartiger Fräser 18 ist in 5 dargestellt.Like from the 1 to 5 further, it is apparent that the gas nozzle is through 1 and the subsequent gas distribution section area 6 defined Inner diameter 5 the gas nozzle 1 upstream of the protective gas stream constant or tapered, ie narrowing, formed. In welding torches, especially in machine torches, contamination of the gas nozzle may occur during the welding process 1 and at the gas outlet openings 8th come. These contaminated components are automated by means of a milling cutter 18 cleaned and thus freed from spatter. The wear parts, especially the gas nozzle 1 , the power contact nozzle 11 or the splash guard 9 Consequently, they must withstand the mechanical stresses during milling. Such a router 18 is in 5 shown.

Durch die Ausgestaltung des Innendurchmessers 5 der Gasdüse 1 kann der maschinell geführte Fräser 18 problemlos in die Gasdüse 1 eingeführt und bis zu den zu reinigenden Gasauslassöffnungen 8 gefahren werden. Aus diesem Grund ist der an der Gasdüse 1 angeordnete Gasverteiler 4 bzw. der Gasverteilerabschnitt 3 unempfindlich gegenüber einer Reinigung mittels eines Fräsers 18.Due to the design of the inner diameter 5 the gas nozzle 1 can the machine-guided router 18 easily into the gas nozzle 1 introduced and up to the gas outlet openings to be cleaned 8th be driven. That's why it's on the gas nozzle 1 arranged gas distributor 4 or the gas distributor section 3 Insensitive to cleaning by means of a milling cutter 18 ,

Bei der mehrteiligen Ausgestaltung der Gasdüse 1 mit Gasverteiler 4 gemäß 2 fügt sich der Gasverteiler 4 zumindest abschnittsweise im Wesentlichen bündig an die Gasdüse 1 an. Auf diese Weise ist eine optimale Reinigung der Gasdüse 1 möglich ist. Die inneren Bauteile, insbesondere die Stromkontaktdüse 11 und deren Halter müssen dazu nicht verändert werden. Somit ist eine automatisierte Reinigung mittels Fräsers 18 leicht möglich.In the multi-part design of the gas nozzle 1 with gas distributor 4 according to 2 adds the gas distributor 4 at least partially substantially flush with the gas nozzle 1 at. In this way is an optimal cleaning of the gas nozzle 1 is possible. The internal components, in particular the current contact nozzle 11 and their holders do not need to be changed. Thus, an automated cleaning by means of milling cutter 18 easily possible.

Bei der Ausgestaltung der Gasdüse 1 gemäß 2 ist der Gasverteiler 4 mit der Gasdüse 1 form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Gasverteiler 4 mit der Gasdüse 1 lösbar verbunden, insbesondere verschraubt oder eingepresst ist. Alternativ ist es denkbar, dass der Gasverteiler 4 mit der Gasdüse 1 fest verbunden, insbesondere verklebt, verlötet oder in die Gasdüse 1 eingepresst ist.In the embodiment of the gas nozzle 1 according to 2 is the gas distributor 4 with the gas nozzle 1 positively and / or positively and / or materially connected. In particular, it can be provided that the gas distributor 4 with the gas nozzle 1 releasably connected, in particular screwed or pressed. Alternatively, it is conceivable that the gas distributor 4 with the gas nozzle 1 firmly connected, in particular glued, soldered or in the gas nozzle 1 is pressed.

Wie aus der Schnittdarstellung des Brennerhalses 10 gemäß 4 sowie auch aus 1 und 5 hervorgeht, isoliert die Isolationskappe 15 ein mit einer Stromkontaktdüse 11 elektrisch verbundenes Innenrohr 13 des Brennerhalses 10 gegenüber einem vom Innenrohr 13 beabstandetem Außenrohr 14 des Brennerhalses 10 elektrisch, vorzugsweise mit einer Abdeckung am Ende beider Rohre 13 und 14. Die äußeren Teile des Brenners bzw. des Brennerhalses 10 sind elektrisch von dem Innenrohr 13 isoliert, um ein Fließen von Schweißströmen über das Brennergehäuse zu verhindern.As seen from the sectional view of the torch neck 10 according to 4 as well as out 1 and 5 shows, isolates the insulation cap 15 one with a power contact nozzle 11 electrically connected inner tube 13 of the torch neck 10 opposite one of the inner tube 13 spaced outer tube 14 of the torch neck 10 electrically, preferably with a cover at the end of both tubes 13 and 14 , The outer parts of the burner or the burner neck 10 are electrically from the inner tube 13 insulated to prevent flow of welding currents across the burner housing.

Vorliegend übernimmt der Gasdüsenträger 17 neben der Funktion als Träger der Gasdüse 1 auch die Funktion der Schutzgasverteilung. Daher können sowohl der Spritzerschutz 9 als auch die Isolationskappe 15 funktionsgetrennt von der Schutzgasführung ausgeführt werden. Der Spritzerschutz 9 kann daher vollwandig und folglich stabiler als bei konventionellen Konstruktionen ausgeführt werden, in denen durch eine Bohrung Schutzgas durch den Spritzerschutz geführt wird. Die Isolationskappe 15 hat hingegen ausschließlich die Aufgabe der Positionierung der Rohre und der Isolation, muss allerdings keinen Mediendurchfluss abdichten.In the present case takes over the gas nozzle carrier 17 in addition to the function as a carrier of the gas nozzle 1 also the function of inert gas distribution. Therefore, both the splash guard 9 as well as the insulation cap 15 functionally separated from the protective gas guide. The splash protection 9 Therefore, it can be carried out in full wall and consequently more stable than in conventional constructions in which protective gas is passed through the splash guard through a bore. The insulation cap 15 On the other hand, it only has the task of positioning the pipes and the insulation, but does not have to seal off any media flow.

Der Schutzgasstrom wird in einer Doppelwand des Innenrohres 13 geführt. Durch die Trennung von elektrischer Isolation 15 und Strömungsführung des Schutzgases kann die elektrische Isolation, beispielsweise in Form einer Abdeckung und einem Distanzstück am Ende der vorderen Rohrenden des Innen- 13 und Außenrohres 14 ausgebildet sein.The protective gas flow is in a double wall of the inner tube 13 guided. By the separation of electrical insulation 15 and flow guidance of the protective gas, the electrical insulation, for example in the form of a cover and a spacer at the end of the front pipe ends of the inner 13 and outer tube 14 be educated.

Wie aus 1, 4 und 5 weiter hervorgeht, ist ein Spritzerschutz 9 zum Schutz vor Schweißspritzern beim Schweißvorgang vorgesehen. Der Schutzgasstrom strömt über den Gasverteiler 4 bzw. den Gasverteilerabschnitt 3 axial zum Spritzerschutz 9 und wird von selbigem wieder radial in die Gasdüse 1 geleitet. Der Spritzerschutz 9 besteht vorzugsweise aus glasfasergefülltem PTFE und hat bei der Reinigung der Stromkontaktdüse 11 und der Gasdüse 1 mit dem Fräser 18 ausreichend Abstand zum Fräser 18, so dass auch der Spritzerschutz 9 durch den Fräser 18 nicht beschädigt wird.How out 1 . 4 and 5 further, is a splash protection 9 intended to protect against welding spatter during welding. The protective gas stream flows over the gas distributor 4 or the gas distributor section 3 axially for splash protection 9 and is from the same again radially into the gas nozzle 1 directed. The splash protection 9 is preferably made of fiberglass-filled PTFE and has in cleaning the Stromkontaktdüse 11 and the gas nozzle 1 with the router 18 sufficient distance to the milling cutter 18 so that too the splash protection 9 through the router 18 not damaged.

Vorliegend erfüllt der Spritzerschutz 9 eine Doppelfunktion, indem er nicht nur zum Schutz vor Schweißspritzern vorgesehen ist, sondern auch die Funktion des elektrischen Isolators 15 übernimmt. Auf diese Weise wird durch ein einziges Bauteil, nämlich den Spritzerschutz 9 bzw. den elektrischen Isolator 15, eine Doppelfunktion erfüllt.In the present case meets the splash protection 9 a dual function in that it is intended not only to protect against spatter, but also the function of the electrical insulator 15 takes over. In this way, by a single component, namely the splash guard 9 or the electrical insulator 15 , a double function fulfilled.

Durch die Verkürzung der Gasdüse 1 kann es vorkommen, dass die Verweilzeit des Schutzgasstromes in der Gasdüse 1 nicht mehr ausreicht, um eine Laminarisierung des Schutzgases zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist ein Filterring 12 aus Sintermaterial zur Druckminderung vorgesehen. Der Filterring 12 ist in der Gasdüse 1 stromabwärts innerhalb des in einem Teilbereich doppelwandig ausgebildeten Gasverteilerabschnitts 3 angeordnet.By shortening the gas nozzle 1 It may happen that the residence time of the protective gas stream in the gas nozzle 1 is no longer sufficient to ensure laminarization of the protective gas. For this reason, a filter ring 12 made of sintered material for pressure reduction. The filter ring 12 is in the gas nozzle 1 downstream within the double-walled in a partial region gas distributor section 3 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gasdüsegas nozzle
22: Gasaustrittgas outlet
33: GasverteilerabschnittGas distributor section
44: Gasverteilergas distributor
55: InnendurchmesserInner diameter
66: GasverteilerabschnittsflächeGas distributor section area
7 7: Düsenstocknozzle
88th: Gasauslassöffnunggas outlet
99: Spritzerschutzantispray
1010: Brennerhalsgooseneck
1111: Stromkontaktdüsecurrent contact nozzle
1212: Filterringfilter ring
1313: Innenrohrinner tube
1414: Außenrohrouter tube
1515: Isolationskappeinsulation cap
1616: Strömungsraumflow chamber
1717: GasdüsenträgerGas nozzle carrier
1818: Fräsermilling cutter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2407267 B1 [0018, 0021]
EP 2407268 B1 [0018]
DE 102004008609 A1 [0019]
EP 0074106 A1 [0022]
EP 2487003 A1 [0023, 0024]
DE 60224140 T2 [0027]

Claims

Gas nozzle (1) for discharging a protective gas stream from a gas outlet (2) of the gas nozzle (1) with a gas distributor section (3), wherein the gas nozzle (1) at least in a partial region of the gas distributor section (3) double-walled to form a flow space (16) for the protective gas flow is formed.

Gas nozzle (1) after Claim 1 , characterized in that the gas distributor section (3) and the gas nozzle (1) are monolithic.

Gas nozzle (1) after Claim 1 , characterized in that the gas distributor section (3) is formed by a gas distributor (4) attached to the gas nozzle (1).

Gas nozzle (1) claim one of Claims 1 to 3 , characterized in that the gas distributor section (3) has at least one gas outlet opening (8), in particular a plurality of gas outlet openings (8) arranged approximately equidistant from each other, so that the gas outlet (2) communicates with the gas outlet or openings (8) ) is in fluid communication.

Gas nozzle (1) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the inner diameter (5) of the gas nozzle (1) defined by the gas nozzle (1) and a subsequent gas distributor section surface (6) is designed to be constant or conically tapered upstream of the gas flow.

Gas nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor (4) consists of a metallic material, in particular copper or copper alloys (CuCrZr, CuDHP) or also impact-resistant glass ceramics.

Gas nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor section (3) or the gas distributor (4) at least partially substantially flush with the gas nozzle (2) attaches.

Gas nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor (4) with the gas nozzle (1) is positively and / or positively and / or materially connected.

Gas nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor (4) with the gas nozzle (1) releasably connected, in particular screwed or pressed.

Gas nozzle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gas distributor (4) with the gas nozzle (1) firmly connected, in particular glued, soldered or pressed into the gas nozzle (2).

Torch neck (10) for thermal joining of at least one workpiece, in particular for arc joining, preferably for arc welding or arc brazing, with an electrode arranged in the torch neck (10) or a wire for generating an arc between the electrode or the wire and the workpiece and with a gas nozzle (1) for the outflow of a protective gas flow from a gas outlet (2), in particular according to one of the preceding claims.

Burner neck (10) after Claim 11 , characterized in that a filter ring (12) made of sintered material is provided for pressure reduction, wherein the filter ring (12) in the gas nozzle (1) downstream within the double-walled in a partial region gas distributor section (3) is arranged.

Burner neck (10) after Claim 11 or 12 , characterized in that an electrical insulator (15) electrically insulated with a Stromkontaktdüse (11) inner tube (13) of the burner neck (10) relative to a spaced from the inner tube (13) outer tube (14) of the burner neck (10).

Torch neck (10) after one of Claims 11 to 13 , characterized in that a front of an insulating cap (15) arranged splash guard (9) is provided for protection against welding spatter, which consists in particular of glass fiber filled PTFE.

Burner with a torch neck (10) after one of Claims 11 to 14 ,